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公開番号2024064000
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-14
出願番号2022172253
出願日2022-10-27
発明の名称酸化物蛍光体、発光装置及び酸化物蛍光体の製造方法
出願人日亜化学工業株式会社
代理人弁理士法人市澤・川田国際特許事務所
主分類C09K 11/66 20060101AFI20240507BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】赤色光から近赤外光の波長範囲に発光ピークを有する酸化物蛍光体を提供する。
【解決手段】下記式(1)で表される組成を有する、酸化物蛍光体。
(Li_1-uM¹ _u)₄(Ge_1-vM² _v)_wO_x:Cr_y,M³ _z (1)
(前記式(1)中、M¹は、Na、K、Rb及びCsからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、M²は、Si、Ti、Zr、Sn及びHfからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、M³は、Ni、Eu、Fe、Mn、Nd、Tm、Ho、Er及びYbからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、u、v、w、x、y及びzは、それぞれ0≦u≦0.3、0≦v≦0.5、3.5≦w≦15、9≦x≦32、0.005≦y≦1.0、0≦z≦0.5を満たす。)
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
下記式（１）で表される組成を有する、酸化物蛍光体。
（Ｌｉ
１－ｕ
Ｍ
１
ｕ
）
４
（Ｇｅ
１－ｖ
Ｍ
２
ｖ
）
ｗ
Ｏ
ｘ
：Ｃｒ
ｙ
，Ｍ
３
ｚ
（１）
（前記式（１）中、Ｍ
１
は、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍ
２
は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ及びＨｆからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍ
３
は、Ｎｉ、Ｅｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｄ、Ｔｍ、Ｈｏ、Ｅｒ及びＹｂからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、ｕ、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ０≦ｕ≦０．３、０≦ｖ≦０．５、３．５≦ｗ≦１５、９≦ｘ≦３２、０．００５≦ｙ≦１．０、０≦ｚ≦０．５を満たす。）
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記式（１）中、ｗ、ｘ及びｙが、それぞれ５≦ｗ≦１５、１０≦ｘ≦２８、０．００５≦ｙ＜０．５を満たす、請求項１に記載の酸化物蛍光体。
【請求項３】
前記式（１）中、Ｍ
１
は、Ｓｉ又はＨｆのいずれかの元素である、請求項２に記載の酸化物蛍光体。
【請求項４】
７００ｎｍ以上１０５０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、前記発光ピーク波長を有する発光スペクトルの半値全幅が１００ｎｍ以上である、請求項１から３のいずれかに記載の酸化物蛍光体。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載の酸化物蛍光体と、３６５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、前記酸化物蛍光体を照射する発光素子と、を備える、発光装置。
【請求項６】
Ｌｉを含む第１化合物と、Ｇｅを含む第２化合物と、Ｃｒを含む第３化合物とを含み、必要に応じてＮａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選択される少なくとも１種の第１元素Ｍ
１
を含む第４化合物と、必要に応じてＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ及びＨｆからなる群から選択される少なくとも１種の第２元素Ｍ
２
を含む第５化合物と、必要に応じてＮｉ、Ｅｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｄ、Ｔｍ、Ｈｏ、Ｅｒ及びＹｂからなる群から選択される少なくとも１種の第３元素Ｍ
３
を含む第６化合物と、を準備することと、
酸化物蛍光体の組成１モルにおける前記Ｌｉ及び必要に応じて含まれる第１元素Ｍ
１
の合計のモル比を４としたときに、前記Ｌｉのモル比が０．７以上１．０以下の範囲内の数値と４の積であり、前記第１元素Ｍ
１
のモル比が０以上０．３以下の範囲内の変数ｕと４の積であり、前記Ｇｅ及び必要に応じて含まれる前記第２元素Ｍ
２
の合計のモル比が３．５以上１５以下の範囲内の変数ｗであり、前記Ｇｅのモル比が０．５以上１．０以下の範囲内の数値と前記変数ｗの積であり、前記第２元素Ｍ
２
のモル比が０以上０．５以下の範囲内の変数ｖと前記変数ｗの積であり、前記Ｃｒのモル比が０．００５以上１．０以下の範囲内の変数ｙであり、必要に応じて含まれる第３元素Ｍ
３
のモル比が０以上０．５以下の範囲内の変数ｚとなるように前記第１化合物と、前記第２化合物と、前記第３化合物と、必要に応じて前記第４化合物、前記第５化合物又は前記第６化合物と、を調整して混合した原料混合物を準備することと、
前記原料混合物を、酸素を含む雰囲気中で、８００℃以上１２００℃以下の範囲内の温度で熱処理して、酸化物蛍光体を得ることと、を含み、前記第１化合物、前記第２化合物及び前記第３化合物からなる群から選択される少なくとも１種が酸化物である、酸化物蛍光体の製造方法。
【請求項７】
前記熱処理する温度が、９００℃以上１０００℃以下の範囲内である、請求項６に記載の酸化物蛍光体の製造方法。
【請求項８】
前記熱処理する雰囲気が大気雰囲気である、請求項６又は７に記載の酸化物蛍光体の製造方法。
【請求項９】
下記式（１）で表される組成となるように、前記原料混合物を準備する、請求項６又は７に記載の酸化物蛍光体の製造方法。
（Ｌｉ
１－ｕ
Ｍ
１
ｕ
）
４
（Ｇｅ
１－ｖ
Ｍ
２
ｖ
）
ｗ
Ｏ
ｘ
：Ｃｒ
ｙ
，Ｍ
３
ｚ
（１）
（前記式（１）中、ｕ、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ０≦ｕ≦０．３、０≦ｖ≦０．５、３．５≦ｗ≦１５、９≦ｘ≦３２、０．００５≦ｙ≦１．０、０≦ｚ≦０．５を満たす。）
【請求項１０】
下記式（１）で表される組成となるように、前記原料混合物を準備する、請求項６又は７に記載の酸化物蛍光体の製造方法。
（Ｌｉ
１－ｕ
Ｍ
１
ｕ
）
４
（Ｇｅ
１－ｖ
Ｍ
２
ｖ
）
ｗ
Ｏ
ｘ
：Ｃｒ
ｙ
，Ｍ
３
ｚ
（１）
（前記式（１）中、ｕ、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ０≦ｕ≦０．３、０≦ｖ≦０．５、５≦ｗ≦１５、１０≦ｘ≦２８、０．００５≦ｙ＜０．５、０≦ｚ≦０．５を満たす。）

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、酸化物蛍光体、発光装置及び酸化物蛍光体の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
赤色光から近赤外光の波長範囲に発光強度を有する発光装置は、例えば赤外線カメラ、赤外線通信、植物育成、栽培用の光源、生体認証の１種である静脈認証、青果等の食品の糖度を非破壊で測定する食品成分分析機器等への使用が望まれている。赤色光から近赤外光の波長範囲とともに、可視光の波長範囲においても発光する発光装置も望まれている。
【０００３】
このような発光装置として、発光ダイオード（ＬＥＤ）と蛍光体とを組み合わせた発光装置が挙げられる。
また、発光装置に組み合わされる蛍光体として、赤色光から近赤外光の波長範囲に比較的大きな発光スペクトルの発光強度を有する蛍光体（以下、「近赤外発光蛍光体」ともいう。）が挙げられる。
【０００４】
特許文献１には、近赤外発光蛍光体として、６８０ｎｍ以上７６０ｎｍ以下の波長範囲内に発光ピーク波長を有し、組成が例えばＣａＹＡｌＯ
４
：Ｍｎ
４＋
で表される蛍光体が開示されている。上述したような各用途に適した、より半値全幅が広く、発光ピーク波長がより長い波長範囲にある発光スペクトルを有する近赤外発光蛍光体が求められる場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２０２０－５２８４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、赤色光から近赤外光の波長範囲に発光ピーク波長を有し、発光スペクトルの半値全幅が広い酸化物蛍光体、それを用いた発光装置及び酸化物蛍光体の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第一態様は、下記式（１）で表される組成を有する、酸化物蛍光体である。
（Ｌｉ
１－ｕ
Ｍ
１
ｕ
）
４
（Ｇｅ
１－ｖ
Ｍ
２
ｖ
）
ｗ
Ｏ
ｘ
：Ｃｒ
ｙ
，Ｍ
３
ｚ
（１）
（前記式（１）中、Ｍ
１
は、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍ
２
は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ及びＨｆからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍ
３
は、Ｎｉ、Ｅｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｄ、Ｔｍ、Ｈｏ、Ｅｒ及びＹｂからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、ｕ、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ０≦ｕ≦０．３、０≦ｖ≦０．５、３．５≦ｗ≦１５、９≦ｘ≦３２、０．００５≦ｙ≦１．０、０≦ｚ≦０．５を満たす。）
【０００８】
第二態様は、前記酸化物蛍光体と、３６５ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、前記酸化物蛍光体を照射する発光素子と、を備える発光装置である。
【０００９】
第三態様は、Ｌｉを含む第１化合物と、Ｇｅを含む第２化合物と、Ｃｒを含む第３化合物とを含み、必要に応じてＮａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選択される少なくとも１種の第１元素Ｍ
１
を含む第４化合物と、必要に応じてＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ及びＨｆからなる群から選択される少なくとも１種の第２元素Ｍ
２
を含む第５化合物と、必要に応じてＮｉ、Ｅｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｄ、Ｔｍ、Ｈｏ、Ｅｒ及びＹｂからなる群から選択される少なくとも１種の第３元素Ｍ
３
を含む第６化合物と、を準備することと、酸化物蛍光体の組成１モルにおける前記Ｌｉ及び必要に応じて含まれる第１元素Ｍ
１
の合計のモル比を４としたときに、前記Ｌｉのモル比が０．７以上１．０以下の範囲内の数値と４の積であり、前記第１元素Ｍ
１
のモル比が０以上０．３以下の範囲内の変数ｕと４の積であり、前記Ｇｅ及び必要に応じて含まれる前記第２元素Ｍ
２
の合計のモル比が３．５以上１５以下の範囲内の変数ｗであり、前記Ｇｅのモル比が０．５以上１．０以下の範囲内の数値と前記変数ｗの積であり、前記第２元素Ｍ
２
のモル比が０以上０．５以下の範囲内の変数ｖと前記変数ｗの積であり、前記Ｃｒのモル比が０．００５以上１．０以下の範囲内の変数ｙであり、必要に応じて含まれる第３元素Ｍ
３
のモル比が０以上０．５以下の範囲内の変数ｚとなるように前記第１化合物と、前記第２化合物と、前記第３化合物と、必要に応じて前記第４化合物、前記第５化合物又は前記第６化合物と、を調整して混合した原料混合物を準備することと、前記原料混合物を、酸素を含む雰囲気中で、８００℃以上１２００℃以下の範囲内の温度で熱処理して、酸化物蛍光体を得ることと、を含み、前記第１化合物、前記第２化合物及び前記第３化合物からなる群から選択される少なくとも１種が酸化物である、酸化物蛍光体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、赤色光から近赤外光の波長範囲に発光ピーク波長を有し、発光スペクトルの半値全幅が広い酸化物蛍光体、それを用いた発光装置及び酸化物蛍光体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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